鈦酸鍶鋇半導瓷的低溫燒結特性研究.pdf

1、自上世紀50年代PTCR效應被發(fā)現(xiàn)以來，PTCR半導體陶瓷作為一種重要的控制、保護和發(fā)熱元件，已廣泛應用于通信、家用電器、汽車、航天等領域，成為鐵電陶瓷中繼電容器及壓電器件之后的第三大類應用產(chǎn)品。但是，BaTiO3基PTCR陶瓷的燒結溫度高，使得在制作多層片式PTCR器件時，陶瓷層和電極間的共燒非常困難，因此，降低BaTiO3基PTCR陶瓷的燒結溫度對PTCR陶瓷的片式應用顯得非常關鍵。
　　 本文選擇BaTiO3基PTCR陶瓷

2、為研究對象，以降低PTCR陶瓷的燒結溫度為主要研究目標，開展了傳統(tǒng)固相法和溶膠-凝膠法制備的BaTiO3基PTCR陶瓷的低溫燒結研究工作，為了提高低溫燒結PTCR陶瓷的性能，把添加燒結助劑以及燒結助劑改性作為主要技術途徑。
　　 首先，采用傳統(tǒng)固相法制備BaTiO3基PTCR陶瓷，在1100℃合成BaB2O4燒結助劑的基礎上進行PTCR陶瓷的低溫燒結，研究BaB2O4燒結助劑添加對BaTiO3基PTCR 陶瓷低溫燒結、顯微結構和

3、電性能的影響；指出添加適量的BaB2O4燒結助劑是獲得較好的電性能的低溫燒結PTCR陶瓷的前提。
　　 通過實驗分析，在保證BaTiO3基 PTCR 陶瓷低溫燒結的基礎上，為了降低BaTiO3基PTCR陶瓷室溫電阻率，在BaB2O4燒結助劑中加入SiO2，研究BaO-B2O3-SiO2燒結助劑中SiO2對BaTiO3基 PTCR 陶瓷晶界化學組成、顯微結構和電性能的影響，提出由SiO2添加的燒結助劑改性機理。實驗結果表明，當添加

4、含有5 mol% SiO2的BaO-B2O3-SiO2燒結助劑時，在1050℃保溫3h下燒結的樣品的室溫電阻率為210Ω·cm，升阻比為1.5×103。
　　 以降低BaTiO3基 PTCR 陶瓷的燒結溫度和提高PTCR效應為目的，研究 BaO-B2O3-SiO2燒結助劑與Mn加入方式對低溫燒結特性的影響。在低溫燒結過程中，研究BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結助劑添加對BaTiO3基 PTCR 陶瓷低溫燒結、顯微結構和電性

5、能的影響，添加含有0.06 mol% Mn的BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結助劑的樣品在1050℃燒結，室溫電阻率為306Ω·cm，升阻比值為4.23×103。而且，對受主表面態(tài)密度與電性能關系進行了研究，并從理論上探討了BaO-B2O3-SiO2-MnO燒結助劑能降低室溫電阻率和提高PTCR效應的原因。
　　 采用溶膠-凝膠法制備了性能優(yōu)良的BaTiO3基 PTCR前驅粉體，利用BaB2O4燒結助劑，在此基礎上研究燒結助